Modelos atômicos:
A constituição da matéria é motivo de muita
curiosidade entre os povos antigos. Filósofos buscam há tempos a
constituição dos materiais. Resultado dessa curiosidade implicou na
descoberta do fogo, o que o permitiu cozinhar os alimentos, e
consequentemente implicou em grande desenvolvimento para a sociedade. A
partir dessa descoberta pôde-se verificar, ainda, que o minério de cobre
(conhecido na época com pedras azuis), quando submetido ao aquecimento,
produzia cobre metálico, ou aquecido na presença de estanho, formava o
bronze.
A passagem do homem pelas “idades” da
pedra, do bronze e do ferro, foi, portanto, de muito aprendizado para o
homem, conseguindo produzir materiais que lhe fosse útil.
Por volta de 400 a.C., surgiram os primeiros conceitos teóricos da Química.
Os filósofos gregos Demócrito e Leucipo
afirmavam que a matéria não era contínua, e sim constituída por
minúsculas partículas indivisíveis, às quais deram o nome de átomos.
Platão e Aristóteles, filósofos muito influentes na época, recusaram tal
proposta e defendiam a ideia de matéria contínua.
Esse conceito de Aristóteles permaneceu
até a Renascença, quando por volta de 1650 d.C. o conceito de átomo
foi novamente proposto por Pierre Cassendi, filósofo francês.
O conceito de "Teoria atômica" veio a
surgir após a primeira ideia científica de átomo, proposta por John
Dalton após observações experimentais sobre gases e reações químicas.
Os modelos atômicos são, portanto,
teorias fundamentadas na experimentação. Tratam-se, portanto, de
explicações para mostrar o porquê de um determinado fenômeno. Diversos
cientistas desenvolveram suas teorias até que se chegou ao modelo atual.
1. Modelo Atômico de Dalton
Em 1808, o professor inglês John Dalton
propôs uma explicação da natureza da matéria. A proposta foi baseada em
fatos experimentais. Os principais postulados da teoria de Dalton são:
1. “Toda matéria é composta por minúsculas partículas chamadas átomos”.
2. “Os átomos de um determinado elemento são idênticos em massa e apresentam as mesmas propriedades químicas”.
3. “Átomos de diferentes elementos apresentam massa e propriedades diferentes”.
4. “Átomos são permanentes e indivisíveis, não podendo ser criados e nem destruídos”.
5. “As reações químicas correspondem a uma reorganização de átomos”.
6. “Os compostos são formados pela combinação de átomos de elementos diferentes em proporções fixas”.
A conservação da massa durante uma reação
química (Lei de Lavoisier) e a lei da composição definida (Lei de
Proust) passou a ser explicada a partir desse momento, por meio das
ideias lançadas por Dalton.
2. Modelo Atômico de Thomson
Pesquisando sobre raios catódicos e
baseando-se em alguns experimentos, J.J. Thomson propôs um novo
modelo atômico.
Thomson demonstrou que esses raios podiam ser interpretados como
sendo um feixe de partículas carregadas de energia elétrica negativa. A
essas partículas denominou-se elétrons. Por meio de campos magnético e
elétrico pôde-se determinar a relação carga/massa do elétron.
Consequentemente, concluiu-se que os
elétrons (raios catódicos) deveriam ser constituintes de todo tipo de
matéria pois observou que a relação carga/massa do elétron era a mesma
para qualquer gás empregado. O gás era usado no interior de tubos de
vidro rarefeitos denominadas Ampola de Crookes, nos quais se realizavam
descargas elétricas sob diferentes campos elétricos e magnéticos.
Esse foi o primeiro modelo a divisibilidade do átomo, ficando o modelo conhecido como “pudim de passas".
Segundo Thomson, o átomo seria um aglomerado composto de uma parte de
partículas positivas pesadas (prótons) e de partículas negativas
(elétrons), mais leves.
3. Modelo Atômico de Rutherford
Em 1911, Ernest Rutherford, estudando a trajetória de partículas a
(partículas positivas) emitidas pelo elemento radioativo polônio,
bombardeou uma fina lâmina de ouro. Ele observou que:
- a maioria das partículas a
atravessavam a lâmina de ouro sem sofrer desvio em sua trajetória
(logo, há uma grande região de vazio, que passou a se chamar
eletrosfera);
- algumas partículas sofriam desvio em sua trajetória: haveria uma repulsão das cargas positivas (partículas a) com uma região pequena também positiva (núcleo).
- um número muito pequeno de partículas
batiam na lâmina e voltavam (portanto, a região central é pequena e
densa, sendo composta portanto, por prótons).
Diante das observações, Rutherford concluiu que a
lâmina de ouro seria constituída por átomos formados com um núcleo muito
pequeno carregado positivamente (no centro do átomo) e muito denso,
rodeado por uma região comparativamente grande onde estariam os
elétrons.
Nesse contexto, surge ainda a ideia de
que os elétrons estariam em movimentos circulares ao redor do núcleo,
uma vez que se estivesse parados, acabariam por se chocar com o núcleo,
positivo.
O pesquisador acreditava que o átomo seria de 10000 a 100000 vezes maior que seu núcleo.
4.Modelo Atômico Rutherford-Bohr
O modelo proposto por Rutherford foi aperfeiçoado por Bohr. Baseando-se nos estudos feitos em relação ao espectro
do átomo de hidrogênio e na teoria proposta por Planck em 1900
(Teoria Quântica), segundo a qual a energia não é emitida em forma
contínua, mas em ”pacotes”, denominados quanta de energia. Foram propostos os seguintes postulados:
1. Na eletrosfera, os elétrons descrevem
sempre órbitas circulares ao redor do núcleo, chamadas de camadas ou
níveis de energia.
2. Cada camada ocupada por um elétron possui um valor determinado de energia (estado estacionário).
3. Os elétrons só podem ocupar os
níveis que tenham uma determinada quantidade de energia, não sendo
possível ocupar estados intermediários.
4. Ao saltar de um nível para outro mais externo, os elétrons absorvem uma quantidade definida de energia (quantum de energia).
